KR100350005B1 - Frequency reversal scrambler with integrated high pass filter - Google Patents
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Abstract
무선 전화에서의 주파수 반전 스크램블러(frequency inversion scrambler)는 제 1 단계 저역 필터(12)와 변조기(16) 사이의 집적된 고역 필터(14)를 이용하여 오디오 신호에서의 낮은 그룹 지연(group delay)을 유지하는 동안 필터 차수를 감소시킨다. 제 1 단계 저역 필터와 고역 필터는 필터링된 오디오 신호로부터의 고주파수 성분과 DC 오프셋을 제거한다. 변조기는 필터링된 신호의 스펙트럼을 합과 차(sum and difference) 주파수로 변환한다. 나온 주파수 스펙트럼이 원래 오디오 신호에 대해 반전되어 무선 전화의 핸드셋과 베이스 유닛 사이 송신의 도청을 방지하는 식으로 제 2 단계 저역 필터(18)가 스펙트림의 상부를 제거한다. 베이스 유닛의 다른 주파수 반전 회로(30, 32, 34, 36)가 주파수 스펙트럼을 다시 원래 상태로 반전하여 전화선을 따라 송신한다.A frequency inversion scrambler in a wireless telephone utilizes an integrated high pass filter 14 between the first stage low pass filter 12 and the modulator 16 to reduce low group delay in the audio signal. Reduce filter order while holding. The first stage low pass filter and the high pass filter remove high frequency components and DC offset from the filtered audio signal. The modulator converts the spectrum of the filtered signal into sum and difference frequencies. The second stage low pass filter 18 removes the top of the spectrum in such a way that the resulting frequency spectrum is inverted relative to the original audio signal to prevent eavesdropping of transmissions between the handset and the base unit of the radiotelephone. Other frequency inverting circuits 30, 32, 34, 36 of the base unit invert the frequency spectrum back to its original state and transmit it along the telephone line.
Description
본 발명은 일반적으로 무선 전화 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 전화기에서의 주파수 반전 스크램블러(frequency inversion scrambler)에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to wireless telephone systems, and more particularly to a frequency inversion scrambler in a wireless telephone.
무선 전화기는 사용자가 대화시에 베이스 유닛(base unit)으로부터 떨어져서 사용할 수 있는 유연성 때문에 주택가와 상업용으로 널리 이용된다. 사용자는 핸드셋 마이크로폰으로 말하고 음성 데이타는 RF 링크에 의해 베이스 유닛으로 전송된다. 베이스 유닛은 유선 전화선을 통해 음성 데이타를 상대쪽에 보낸다. 상대편으로부터 나온 음성 데이타는 베이스 유닛에 의해 역시 수신되어 RF 링크를 통해 핸드셋에 전송되어 양방향 대화를 완료한다.Cordless phones are widely used in residential and commercial areas because of the flexibility that users can use away from the base unit in conversations. The user speaks into the handset microphone and voice data is transmitted to the base unit by an RF link. The base unit sends voice data to the other party via a wired telephone line. Voice data from the other side is also received by the base unit and sent to the handset via the RF link to complete the two-way conversation.
많은 무선 전화기에서의 공통적인 문제는 대화시에 비밀과 사생활이 보장안되는 것이다. 통화 당사자가 아닌 사람(non-parties)이 동일한 RF 통신 링크를 골라서 다른 무선 전화 또는 다른 RF 수신기를 통해 도청하는 것이 가능하다. 종래 기술에서, 주파수 반전 스크램블러(scramblers)는 RF 링크상에 송신된 음성 데이타를 스크램블하므로서 전화 도청을 방지해 왔다. 간략하게, 주파수 반전 스크램블러(frequency inversion scrambler)는 송신된 주파수 스펙트럼을 반전하여 표준 무선 전화기를 갖는 비-통화자가 도청할 수 없도록 하였다. 핸드셋용 베이스 유닛은 주파수 스펙트럼을 다시 반전하여 음성 데이타를 전화선상에서 전송되는 원래 상태로 언스크램블(unscramble)한다.A common problem with many cordless phones is that confidentiality and privacy are not guaranteed during conversations. It is possible for non-parties to select the same RF communication link and eavesdrop on it via another radio telephone or other RF receiver. In the prior art, frequency inverted scramblers have prevented telephone eavesdropping by scrambled voice data transmitted on an RF link. Briefly, a frequency inversion scrambler has inverted the transmitted frequency spectrum so that non-callers with a standard cordless phone cannot be intercepted. The base unit for the handset inverts the frequency spectrum again to scramble the voice data back to its original state on the telephone line.
종래 기술의 주파수 반전 스크램블러는 오디오 신호를 수신하는 저역 필터와, 저역 필터와 변조기 사이의 직렬 콘덴서로 이루어진다. 직렬 콘덴서는 적당한 변조에 필요하게끔 오디오 신호의 DC 오프셋(offset)을 차단한다. 변조는 변조 주파수에 대한 합 및 차이 주파수(sum and difference frequencies)를 발생한다. 변조된 음성은 다시 저역 필터링 되어 베이스 유닛에 송신되기 전에 변조 주파수와 더 높은 주파수를 제거한다. 나머지 주파수 스펙트럼은 원래 음성 신호에 대해 반전되어 표준 무선 전화기로는 알아들을 수 없다. 베이스 유닛은 변조기 속으로 직렬 콘덴서와 유사한 저역 필터를 포함하여 스펙트럼을 다시 원래 상태로 재-반전한다. 변조기의 출력단에 연결된 다른 저역 필터는 변조 주파수와 더 높은 주파수를 제거하고 통상의 전화선상의 전송을 위해 베이스-대역 음성 데이타를 제공한다.Prior art frequency inverted scramblers consist of a low pass filter receiving an audio signal and a series capacitor between the low pass filter and the modulator. The series capacitors block the DC offset of the audio signal as needed for proper modulation. Modulation generates sum and difference frequencies with respect to the modulation frequency. The modulated voice is again low pass filtered to remove the modulation frequency and higher frequencies before being sent to the base unit. The rest of the frequency spectrum is inverted relative to the original voice signal and cannot be heard by a standard cordless phone. The base unit includes a low pass filter similar to a series capacitor into the modulator to re-invert the spectrum back to its original state. Another low pass filter connected to the output of the modulator removes the modulation frequency and higher frequencies and provides base-band voice data for transmission on a normal telephone line.
주파수 반전 스크램블러에서의 저역 필터는 통상적으로 높은 차수 즉 10-14차수로서 적당한 주파수 응답을 제공한다. 변조기 뒤의 저역 필터는 반전된 주파수 스펙트럼을 분리시키기 위해 변조 주파수와 더 높은 주파수가 억제되도록 높은 차수일 필요가 있다. 불행히도, 더 높은 차수의 필터는 역시 음질을 저하시키는 필터를 통해 그룹 지연(group delay)을 증가시키기 쉽다. 저주파수 음성 데이타가 제한된 주파수 동작 대역에 따라 없어지기 때문에 베이스 밴드에서 변조 주파수를 제거하여 더 낮은 차수의 저역 필터를 사용하는 것은 실용적이지 못하다. 게다가, 직렬 콘덴서가 상당히 커서 외부에 위치시킬 필요가 있다.Low pass filters in a frequency inverted scrambler typically provide a moderate frequency response at high order, i.e., 10-14 orders. The low pass filter behind the modulator needs to be of higher order so that the modulation frequency and the higher frequency are suppressed in order to separate the inverted frequency spectrum. Unfortunately, higher order filters are likely to increase group delay through filters that also degrade sound quality. It is not practical to use a lower order low pass filter by removing the modulation frequency from the baseband because low frequency voice data is lost along with a limited frequency operating band. In addition, the series capacitors are quite large and need to be located externally.
그러기에, 변조 주파수와 더 높은 주파수를 적당히 억제하는 동안에 그룹 지연을 감소시키도록 더 낮은 차수의 필터를 갖는 주파수 반전 스크램블러의 필요성이 대우된다.As such, the need for a frequency inverted scrambler with a lower order filter to reduce group delay while moderately suppressing modulation and higher frequencies is treated.
제 1 도에 대해, 무선 전화에 사용되는 주파수 반전 스크램블러 회로(10)가 도시된다. 주파수 반전 스크램블러(10)는 무선 전화 핸드셋에서의 마이크로폰으로부터 나온 오디오 데이타로서 아나로그 입력 신호(TX IN)를 수신하는 저역 필터(12)를 포함한다. 저역 필터(12)의 출력단은 고역 필터(14)의 입력단에 연결된다. 고역-필터(14)의 출력단은 변조기(16)의 제 1 입력단에 연결된다. 변조기(16)의 제 2 입력단은 3.96KHz 에서 동작하는 주파수 변조 신호를 수신한다. 변조기(16)의 출력단은 저역 필터(18)의 입력단에 연결된다. 지역 필터(18)의 출력단은 FM 송신기(20)의 입력단에 연결되고 상기 FM 송신기(20)는 무선 전화의 베이스 유닛에서 FM 수신기(24)에 통상 46 내지 49MHz 의 변조된 RF 신호를 공중으로 송신 매체(22)상에 송신한다. FM 수신기(24)의 복조된 출력단은 저역 필터(30)의입력단에 연결된다. 저역 필터(30)의 출력단은 고역 필터(32)의 입력단에 연결된다. 고역 필터(32)의 출력단은 변조기(35)의 제 1 입력단에 연결된다. 변조기(34) 제 2 입력단은 3.96KHz 에서 동작하는 유사한 주파수 변조 신호를 수신한다. 변조기(34)의 출력단은 저역 필터(36)의 입력단에 연결된다. 저역 필터(36)의 출력단은 RX OUT 출력 음성 데이타를 제공하여 통상의 TIP 및 RING 전화선상에 송신한다.For FIG. 1, a frequency inverting scrambler circuit 10 for use in a wireless telephone is shown. The frequency inverting scrambler 10 includes a low pass filter 12 that receives an analog input signal TX IN as audio data from a microphone in a wireless telephone handset. The output end of the low pass filter 12 is connected to the input end of the high pass filter 14. The output end of the high-pass filter 14 is connected to the first input end of the modulator 16. The second input of modulator 16 receives a frequency modulated signal operating at 3.96 KHz. The output end of the modulator 16 is connected to the input end of the low pass filter 18. The output end of the zone filter 18 is connected to the input end of the FM transmitter 20, which transmits 46-49 MHz of modulated RF signals to the FM receiver 24 in the air at the base unit of the radiotelephone. Transmit on medium 22. The demodulated output of the FM receiver 24 is connected to the input of the low pass filter 30. The output end of the low pass filter 30 is connected to the input end of the high pass filter 32. The output end of the high pass filter 32 is connected to the first input end of the modulator 35. The second input of modulator 34 receives a similar frequency modulated signal operating at 3.96 KHz. The output end of the modulator 34 is connected to the input end of the low pass filter 36. The output end of the low pass filter 36 provides RX OUT output voice data and transmits it on ordinary TIP and RING telephone lines.
주파수 반전 스크램블러(10)의 기능은 송신된 오디오 신호를 스크램블(scramble)하는 것으로, 무선 전화처럼 동일한 주파수 범위에서 동작하는 베이비 모니터(baby monitors), RF 스캐너(scanner) 또는 어떤 다른 FM 수신기, 다른 무선 전화를 동작하는 비-통화자가 알아들을 수 없는 것이다. 대부분의 경우에, 두개 주파수 반전 스크램블러가 하나는 무선 전화에 사용되고 하나는 베이스 유닛에 사용된다. 저역 필터(12), 고역 필터(14), 변조기(16), 저역 필터(18) 및 FM 송신기(20)는 무선 전화 핸드셋의 송신측의 일부이다. FM 수신기(24), 저역 필터(30), 고역 필터(32), 변조기(34)와 저역 필터(36)는 무선 전화 베이스 유닛의 수신측의 일부이다. 다른 주파수 반전 스크램블러는 베이스 유닛의 송신측과 무선 전화의 핸드셋의 수신측 즉 베이스 유닛을 통한 전화선으로부터 핸드셋상의 수화기까지에 대해 필요하다는 것을 이해할 것이다.The function of the frequency reversal scrambler 10 is to scramble the transmitted audio signal, such as baby monitors, RF scanners or any other FM receiver, other radios operating in the same frequency range as a wireless telephone. The non-caller who operates the phone cannot hear it. In most cases, two frequency inverting scramblers are used, one for the wireless telephone and one for the base unit. The low pass filter 12, high pass filter 14, modulator 16, low pass filter 18 and FM transmitter 20 are part of the transmitting side of the radiotelephone handset. The FM receiver 24, low pass filter 30, high pass filter 32, modulator 34 and low pass filter 36 are part of the receiving side of the radiotelephone base unit. It will be appreciated that other frequency inverting scramblers are needed for the transmitting side of the base unit and the receiving side of the handset of the radiotelephone, ie from the telephone line through the base unit to the handset on the handset.
주파수 반전 스크램블러(10)의 동작은 다음과 같이 진행된다. 핸드셋의 사용자는 전화 통화시에 마이크에 말한다고 가정한다. 오디오 대역 대략 0.3 내지 3.3kHz 에서 음성 신호는 마이크에 연결되고 이것은 보조 회로로 증폭되어 저역 필터(12)의 입력단에 TX IN 으로서 인가된다. TX IN 신호는 저역 필터(12)를 통과하고 여기서 오디오 대역보다 더 높은 주파수가 감쇄된다. 저역 필터(12)는 3.5kHz 의 코너 주파수(corner frequency)를 갖는 4 차 타원 스위치된 콘덴서 필터(Elliptic switched-capacitor filter)이다. 코너 주파수는 RX OUT 에 대한 높은 주파수 코너의 마지막 주파수 응답을 결정하고 처리 변화 결과로서 사용할 수 있는 스펙트럼 제거를 피하기 위해 3.3kHz 보다 약간 더 높도록 선택된다. 저역 필터(12)의 코너 주파수가 변조 주파수로부터 충분히 제거되어 그룹 지연을 증가시키고 음질을 감소시키는 다수의 극을 사용하지 않고 변조 신호가 감쇄된다. 저역 필터(12)는 통과 대역상의 0.4dB 의 리플과 30dB 의 정지-대역 감쇠를 한다. 저역 필터(12)를 통한 그룹 지연은 0.12ms 이다. 저역 필터(12)는 미분 또는 단일-단부 형태로 구현된다. 저역 필터(12)의 전압 이득(Av)은 미분에는 2 이고 단일-단부에는 1 이다. 165.16kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서를 제어한다. 4 차 저역 타원 스위치된-콘덴서 필터를 구성하는 것은 앞에 기술된 것으로 결정된다.The operation of the frequency inverting scrambler 10 proceeds as follows. It is assumed that the user of the handset speaks into the microphone when making a phone call. In the audio band approximately 0.3 to 3.3 kHz the voice signal is connected to a microphone which is amplified by the auxiliary circuit and applied as TX IN to the input of the low pass filter 12. The TX IN signal passes through low pass filter 12, where frequencies higher than the audio band are attenuated. The low pass filter 12 is a fourth order elliptic switched-capacitor filter with a corner frequency of 3.5 kHz. The corner frequency is chosen to be slightly higher than 3.3 kHz to determine the last frequency response of the high frequency corner to RX OUT and to avoid spectral rejection that can be used as a result of processing variations. The corner frequency of the low pass filter 12 is sufficiently removed from the modulation frequency so that the modulated signal is attenuated without using multiple poles that increase group delay and reduce sound quality. The low pass filter 12 has a 0.4 dB ripple and 30 dB stop-band attenuation on the pass band. The group delay through low pass filter 12 is 0.12 ms. The low pass filter 12 is implemented in differential or single-ended form. The voltage gain Av of the low pass filter 12 is 2 in the derivative and 1 in the single-end. The clock signal operating at 165.16kHz controls the switched capacitor. The construction of a fourth order low elliptic switched-capacitor filter is determined to be described above.
본 발명의 일부로서, 저역 필터(12)의 출력단에서의 저역 필터링된 신호는 집적된 고역 필터(14)에 인가된다. 본 실시예에서, 고역 필터(14)는 165Hz 의 코너 주파수를 갖는 집적된 제 2 차 체비 체프 스위치된 콘덴서(chebychev switched-capacitor) 필터이다. 고역 필터(14)의 코너 주파수는 가장 낮게 필요한 저주파수 응답 아래 설정되어 오디오 대역내에 그룹 지연을 감소시킨다. 고역 필터(14)는 그것의 통과 대역상에 0.4dB 의 리플, 0.03ms 의 한 그룹 지연, 및 Av=1 을 갖는다. 23.59kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서를 제어한다. 고역 필터(14)는 오디오 범위하의 저주파수를 감쇄시키고 오디오 신호의 DC 오프셋을 차단한다.고역 필터(14)는 자동-제로 특징을 포함하여 내부 DC 오프셋을 감소시킨다. 집적된 고역 필터를 이용하므로서, 종래 기술로 사용된 두개 IC 핀과 한개 외부 콘덴서가 제거된다. 집적된 2 차 고역 체비체브 스위치된-콘덴서 필터의 상세 구조는 전술의 설명에 의해 결정된다.As part of the present invention, the low pass filtered signal at the output of the low pass filter 12 is applied to the integrated high pass filter 14. In this embodiment, the high pass filter 14 is an integrated second order Chebychev switched-capacitor filter having a corner frequency of 165 Hz. The corner frequency of the high pass filter 14 is set below the lowest required low frequency response to reduce group delay in the audio band. The high pass filter 14 has a ripple of 0.4 dB, a group delay of 0.03 ms, and Av = 1 on its pass band. The clock signal operating at 23.59kHz controls the switched capacitor. The high pass filter 14 attenuates low frequencies under the audio range and blocks the DC offset of the audio signal. The high pass filter 14 includes an auto-zero feature to reduce the internal DC offset. By using an integrated high pass filter, the two IC pins and one external capacitor used in the prior art are eliminated. The detailed structure of the integrated secondary high pass chevychev switched-condenser filter is determined by the description above.
제 2 도는 고역 필터(14)의 출력단에서 오디오 신호의 주파수 스펙트럼을 예시한다. 3.5kHz 이상과 165Hz 이하의 주파수 위에 언급한 것처럼 감쇄된다. 음의 주파수 스펙트럼은 양의 주파수 오디오 신호의 거울 영상(mirror image)을 나타낸다.2 illustrates the frequency spectrum of the audio signal at the output of the high pass filter 14. Frequency above 3.5 kHz and below 165 Hz Attenuation as mentioned above. The negative frequency spectrum represents a mirror image of the positive frequency audio signal.
고역 필터(14)의 출력단에서의 필터링된 신호는 대칭(double-blanced) 변조기(16)에 인가되고 이것은 베이스 밴드 스펙트럼의 높은 코너 주파수보다 약간 더 큰 변조 주파수와 합쳐진다. 본 실시예에서, 변조 주파수는 3.96kHz 이다. 변조기(18)는 이것에 필터링된 입력 신호의 주파수 ± 변조 주파수와 동일한 주파수로 필터링된 입력 신호의 스펙트럼을 변환한다. 변조기(18)는 통상적으로 2/π 의 전압 이득을 갖는다. 제 3 도는 저역 필터(12)와 고역 필터(14)에 의해 정의된 스펙트럼에서 모든 주파수를 합치는 응답을 예시한다. 7.46kHz 차단은 3.96kHz + 3.51kHz 로부터 나오는 반면 460Hz 차단은 3.96kHz - 3.5kHz 에서 나온다.The filtered signal at the output of the high pass filter 14 is applied to a double-blanced modulator 16 which is combined with a modulation frequency slightly larger than the high corner frequency of the baseband spectrum. In this embodiment, the modulation frequency is 3.96 kHz. The modulator 18 converts the spectrum of the filtered input signal to a frequency equal to the frequency of the filtered input signal plus a modulation frequency. The modulator 18 typically has a voltage gain of 2 / π. 3 illustrates a response that sums all frequencies in the spectrum defined by lowpass filter 12 and highpass filter 14. The 7.46kHz cutout comes from 3.96kHz + 3.51kHz, while the 460Hz cutoff comes from 3.96kHz-3.5kHz.
변조기(16)의 출력은 저역 필터(18)에 인가된다. 낮은 코너 주파수가 변조 주파수와 저역 필터(18)의 코너 주파수 사이의 차이 즉 3.96kHz - 3.7kHz 이라는 점에서 마지막 응답 RX OUT 의 필요한 낮은 코너 주파수(260Hz)에 의해 저역 필터(18)의 코너 주파수(corner frequency)는 결정된다. 그 결과, 저역 필터(18)의코너 주파수는 저역 필터(12)의 것보다 더 크게 설정되어서 역으로 그룹 지연에 영향을 주지 않고 저주파수 성능을 최적화한다.The output of the modulator 16 is applied to the low pass filter 18. The corner frequency of the low pass filter 18 is determined by the required low corner frequency (260 Hz) of the last response RX OUT in that the low corner frequency is the difference between the modulation frequency and the corner frequency of the low pass filter 18, i.e., 3.96 kHz to 3.7 kHz. corner frequency) is determined. As a result, the corner frequency of the low pass filter 18 is set larger than that of the low pass filter 12, conversely optimizing low frequency performance without affecting the group delay.
본 실시예에서, 저역 필터(18)는 3.7kHz 의 코너 주파수를 갖는 6 차 타원 스위치된 콘덴서 필터이다. 저역 필터(18)는 통과 대역상에 50dB 의 정지 대역 감쇄와 0.6dB의 리플을 갖는다. 저역 필터(18)를 통한 그룹 지연은 변조기(16)로부터의 2/π 전압 이득을 계수하도록 0.175ms 와 Av=π/2 이다. 165.16kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서 필터를 제어한다. 6 차 저역 타원 스위치된 콘덴서 필터를 구성하는 것은 전술의 내용에 의해 결정된다.In this embodiment, the low pass filter 18 is a sixth order elliptic switched condenser filter with a corner frequency of 3.7 kHz. The low pass filter 18 has 50dB of stopband attenuation and 0.6dB of ripple on the passband. The group delay through the low pass filter 18 is 0.175 ms and Av = π / 2 to count the 2 / π voltage gain from the modulator 16. The clock signal operating at 165.16kHz controls the switched capacitor filter. The construction of a sixth order low elliptic switched capacitor filter is determined by the foregoing.
제 4 도는 저역 필터(18)의 출력단에서의 스펙트럼을 도시한다. 주파수 스펙트럼은 오디오 입력 신호(TX IN)에서의 스펙트럼의 반전된 영상이다. 주파수 반전된 스크램블된 신호는 종래 기술을 이용하여 RF 로 변조된 주파수로 핸드셋에서 송신 매체(22)상에 FM 송신기(20)에 의해 송신되고 베이스 유닛에서 FM 수신기(24)에 의해 수신된다. 표준의 무선 전화 또는 다른 RF 수신기를 동작시키는 비-통화자는 주파수 반전된 음성 신호들 알아들을 수 없다. 이렇게 통화는 도청되지 않고 유지된다. 베이스 유닛에서 수신된 주파수 반전된 스크램블된 신호는 먼저 FM 수신기(24)에 의해 베이스 대역으로 다시 복조된다. 베이스 유닛에서 저역 필터(30), 고역 필터(32), 변조기(34) 및 저역 필터(36)의 기능은 전화선상에서의 송신을 위해 오디오 신호를 다시 원래 상태로 복원하므로서 오디오 신호를 반대 스크램블하는 것이다.4 shows the spectrum at the output of the low pass filter 18. The frequency spectrum is an inverted image of the spectrum in the audio input signal TX IN. The frequency inverted scrambled signal is transmitted by the FM transmitter 20 on the transmission medium 22 in the handset and received by the FM receiver 24 in the base unit at a frequency modulated with RF using conventional techniques. A non-caller operating a standard radiotelephone or other RF receiver cannot hear frequency inverted voice signals. Thus the call is maintained without eavesdropping. The frequency inverted scrambled signal received at the base unit is first demodulated back to the base band by the FM receiver 24. The function of the low pass filter 30, high pass filter 32, modulator 34 and low pass filter 36 in the base unit is to reverse scramble the audio signal by restoring the audio signal back to its original state for transmission over the telephone line. .
저역 필터(30)는 3.7kHz 와 동일한 코너 주파수를 갖는 제 2 차 타원 스위치된 콘덴서 필터이다. 저역 필터(30)는 3.7kHz 이상의 주파수를 감쇄하여 전송 동안에 필요한 고주파수를 제거하는 반면에 부가적인 그룹 지연을 최소화시킨다. 저역 필터(30)는 그것의 통과 대역상에 0.6dB 의 리플과 22dB 의 정지대역 감쇄를 갖는다. 저역 필터(30)를 통한 그룹 지연은 0.4ms 로 미분 적용에는 Av=2 이고 단일 단부의 응용에는 Av=1 이다. 165.16kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서를 제어한다. 제 2 차 저역 타원 스위치된 콘덴서 필터를 구성하는 것은 앞에 기술되었다.The low pass filter 30 is a second elliptic switched condenser filter having a corner frequency equal to 3.7 kHz. The low pass filter 30 attenuates frequencies above 3.7 kHz to eliminate the high frequencies needed during transmission while minimizing additional group delay. The low pass filter 30 has 0.6 dB of ripple and 22 dB of stopband attenuation on its passband. The group delay through the low pass filter 30 is 0.4 ms, with Av = 2 for differential application and Av = 1 for single end application. The clock signal operating at 165.16kHz controls the switched capacitor. The construction of a second low pass elliptic switched capacitor filter has been described above.
본 발명의 다른 부분은 저역 필터(30)의 출력단에서의 저역 필터링된 신호는 집적된 고역 필터(32)에 인가된다. 본 실시예에서, 고역 필터(32)는 165Hz 의 코너 주파수를 갖는 집적된 제 2 차 체비체브 스위치된 콘덴서 필터이다. 고역 필터(32)의 코너 주파수는 가장 낮은 필요한 저주파수 응답(260Hz)하에 설정되어 오디오 대역내에 그룹 지연을 감소시킨다. 고역 필터(32)는 통과 대역상에 0.4dB 의 리플과 0.03ms 의 그룹 지연 및 Av=1 을 갖는다. 23.59kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서를 제어한다. 고역 필터(32)는 오디오 범위하에 저주파수들 감쇄시키고 오디오 신호에서의 DC 오프셋을 차단한다. 고역 필터(32)는 자동-제로 특징을 포함하여 공지되었듯이 어떤 내부 DC 오프셋을 감소시킨다. 집적된 고역-필터를 이용하여, 종래 기술로 사용된 두개 IC 핀과 한개 외부 연결의 콘덴서가 제거된다. 집적된 제 2 차 고역 체비체브 스위치된 콘덴서 필터의 구조는 이미 기술된 내용으로 결정된다.Another part of the invention is that the low pass filtered signal at the output of the low pass filter 30 is applied to the integrated high pass filter 32. In this embodiment, the high pass filter 32 is an integrated second order Chebychev switched condenser filter having a corner frequency of 165 Hz. The corner frequency of the high pass filter 32 is set under the lowest required low frequency response (260 Hz) to reduce group delay in the audio band. The high pass filter 32 has a ripple of 0.4 dB, a group delay of 0.03 ms, and Av = 1 on the pass band. The clock signal operating at 23.59kHz controls the switched capacitor. The high pass filter 32 attenuates low frequencies under the audio range and blocks the DC offset in the audio signal. The high pass filter 32 reduces any internal DC offset as is known, including an auto-zero feature. Using an integrated high-pass filter, the two IC pins and one external connection capacitor used in the prior art are removed. The structure of the integrated secondary high-pass chevychev switched capacitor filter is determined from what has already been described.
제 5 도는 저역 필터(18)의 출력단에서의 주파수 스펙트럼과 유사한 저역 필터(30)의 출력단의 주파수 스펙트럼을 도시한다. 460Hz 이하와 3.7kHz 이상의 주파수는 위에 기술되듯이 감쇄된다.5 shows the frequency spectrum of the output of the low pass filter 30 which is similar to the frequency spectrum at the output of the low pass filter 18. Frequencies below 460 Hz and above 3.7 kHz are attenuated as described above.
고역 필터(32)의 출력단에서의 필터링된 신호는 대칭 변조기(34)에 인가되고 여기서 그것은 베이스 대역 스펙트럼의 높은 코너 주파수보다 약간 더 큰 변조 주파수와 합쳐진다. 본 실시예에서, 변조 주파수는 3.96kHz 이다. 변조기(18)는 필터링된 입력 신호의 스펙트럼을 변조기로 필터링된 입력 신호에 주파수 ± 변조 주파수와 동일한 주파수로 변환한다. 변조기(34)는 통상적으로 2/π 의 전압 이득을 갖는다. 제 6 도는 저역 필터(30)와 고역 필터(32)로 정의된 스펙트럼에서의 모든 주파수 합성 응답을 예시한다. 더 낮은 코너의 주파수 스펙트럼을 저역 필터(18, 30)의 변조 주파수와 코너 주파수 사이의 차이에 의해 정의되었다. 7.66kHz 차단은 3.96kHz + 3.7kHz 로부터 나오고 260Hz 차단은 3.96kHz - 3.7kHz 로부터 나온다.The filtered signal at the output of the high pass filter 32 is applied to a symmetric modulator 34 where it is combined with a modulation frequency that is slightly larger than the high corner frequency of the base band spectrum. In this embodiment, the modulation frequency is 3.96 kHz. The modulator 18 converts the spectrum of the filtered input signal to a frequency equal to the frequency ± modulation frequency of the filtered input signal with the modulator. Modulator 34 typically has a voltage gain of 2 / [pi]. 6 illustrates all frequency synthesis responses in the spectrum defined by low pass filter 30 and high pass filter 32. The lower corner frequency spectrum was defined by the difference between the modulation frequency and the corner frequency of the low pass filters 18, 30. The 7.66kHz cutoff comes from 3.96kHz + 3.7kHz and the 260Hz cutoff comes from 3.96kHz-3.7kHz.
변조기(34)의 출력은 저역 필터(36)에 인가된다. 저역 필터(36)의 코너 주파수는 마지막 주파수 응답의 높은 코너 주파수를 결정하고 처리 변동의 결과로서 어떤 사용가능한 스펙트럼의 제거를 피하기 위해 3.3kHz 보다 약간 더 높게 선택된다. 저역 필터(36)의 코너 주파수는 변조 주파수로부터 충분히 제거되어 적당히 변조 주파수를 억제하는 반면 불필요한 긴 그룹 지연을 피하므로서 음질을 유지한다.The output of the modulator 34 is applied to the low pass filter 36. The corner frequency of the low pass filter 36 is chosen slightly higher than 3.3 kHz to determine the high corner frequency of the last frequency response and to avoid removing any usable spectrum as a result of the process variation. The corner frequency of the low pass filter 36 is sufficiently removed from the modulation frequency to moderate the modulation frequency while maintaining sound quality while avoiding unnecessary long group delays.
본 실시예에서, 저역 필터(36)는 상부 코너의 마지막 주파수 응답 RX OUT 을 정의하도록 3.5kHz 의 코너 주파수를 갖는 8 차 타원 스위치된 콘덴서 필터이다. 저역 필터(36)는 어떤 변조 주파수, 베이스 대역 주파수 또는 내부 변조 생산물 폭주를 제거하여서 음질을 향상시킨다. 저역 필터(36)는 0.6aB 의 리플을 통과 대역상에 갖고 50dB 의 정지 대역 감쇄를 갖는다. 저역 필터(18)를 통한 그룹 지연은 변조기(34)의 전압 이득을 계수하기 위해 0.25ms 및 Av=π/2 이다. 제로는 변조 주파수를 더 감쇄시키기 위해 변조 주파수 3.96KHz 에서의 주파수 응답에 위치한다. 165.16kHz 에서 동작하는 클럭 신호는 스위치된 콘덴서를 제어한다. 8 차 저역 타원 스위치된 콘덴서 필터를 이루는 구조는 이미 기술된 내용에 의해 결정된다.In this embodiment, the low pass filter 36 is an eighth order elliptic switched condenser filter with a corner frequency of 3.5 kHz to define the last frequency response RX OUT of the upper corner. The low pass filter 36 eliminates any modulation frequency, base band frequency or internal modulation product congestion to improve sound quality. The low pass filter 36 has a ripple of 0.6 aB on the pass band and has a stopband attenuation of 50 dB. The group delay through the low pass filter 18 is 0.25 ms and Av = π / 2 to count the voltage gain of the modulator 34. Zero is located in the frequency response at the modulation frequency 3.96 KHz to further attenuate the modulation frequency. The clock signal operating at 165.16kHz controls the switched capacitor. The structure of the eighth order low elliptic switched capacitor filter is determined by what has already been described.
제 7 도는 저역 필터(36)의 출력단에서 나온 스펙트럼을 도시한다. 주파수 스펙트럼은 그것의 원래 형태로 재반전 되었다는 것을 주지하라. 오디오 신호 RX OUT 는 통상의 전화선상에 송신된다. 다른 주파수 반전 스크램블러는 베이스 유닛의 송신측과 핸드셋의 수신측에 필요하여 양방향 통신을 완료한다.7 shows the spectrum from the output of lowpass filter 36. Note that the frequency spectrum has been reversed in its original form. The audio signal RX OUT is transmitted on a normal telephone line. Another frequency inverting scrambler is needed for the transmitting side of the base unit and the receiving side of the handset to complete the bidirectional communication.
이제까지 제 1 단계 저역 필터와 변조기 사이에 집적된 고역 필터를 갖는 주파수 반전 스크램블러가 제공되었다. 고역 필터를 갖는 주파수 반전 스크램블러는 그룹 지연을 감소시키므로서 음질을 향상시키는 반면 더 작은 차수의 저역 필터를 이용한다. 더우기, 고역 필터의 집적된 성질은 다이(die) 크기를 감소시키고 종래 기술에 공통인 외부 콘덴서와 연관된 IC 핀을 제거한다.So far a frequency inverted scrambler with a high pass filter integrated between the first stage low pass filter and the modulator has been provided. A frequency inverted scrambler with a high pass filter uses a smaller order low pass filter while improving sound quality by reducing group delay. Moreover, the integrated nature of the high pass filter reduces die size and eliminates IC pins associated with external capacitors common to the prior art.
제 1 도는 주파수 반전 스크램블러를 예시한 블럭도.1 is a block diagram illustrating a frequency inversion scrambler.
제 2 내지 7 도는 제 1 도를 설명하는데 유용한 파형 구성.2-7 are waveform configurations useful for describing FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
12, 18, 36 : 저역 필터 14, 32 : 고역 필터12, 18, 36: low pass filter 14, 32: high pass filter
20 : FM 송신기 24 : FM 수신기20: FM transmitter 24: FM receiver
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| JP5350351B2 (en) * | 2010-11-18 | 2013-11-27 | パナソニック株式会社 | COMMUNICATION SYSTEM, TRANSMISSION DEVICE, RECEPTION DEVICE, AND COMMUNICATION METHOD |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041830A (en) * | 1983-08-18 | 1985-03-05 | Sony Corp | Marker signal detection circuit |
| US4984219A (en) * | 1989-12-26 | 1991-01-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for decoding of frequency inversion based scramblers |
| KR910004406B1 (en) * | 1987-07-21 | 1991-06-27 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | Voice band splitting scrambler |
| JPH04246942A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-02 | Fujitsu Ltd | Scrambler with inversion circuit |
| JPH06132937A (en) * | 1992-10-16 | 1994-05-13 | Sony Corp | Voice scrambler applying inversion of frequency |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL6612935A (en) * | 1966-09-14 | 1968-03-15 | ||
| US3886313A (en) * | 1972-09-29 | 1975-05-27 | Datotek | Voice security method and system |
| US4160875A (en) * | 1977-05-12 | 1979-07-10 | Kahn Leonard R | Security system |
| US4195202A (en) * | 1978-01-03 | 1980-03-25 | Technical Communications Corporation | Voice privacy system with amplitude masking |
| JPS6128250A (en) * | 1984-06-29 | 1986-02-07 | Nec Corp | Privacy communication equipment |
| US4790009A (en) * | 1984-10-29 | 1988-12-06 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Scrambler system |
| GB2196816A (en) * | 1986-10-07 | 1988-05-05 | Plessey Co Plc | Communications link and method of increasing the security thereof |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041830A (en) * | 1983-08-18 | 1985-03-05 | Sony Corp | Marker signal detection circuit |
| KR910004406B1 (en) * | 1987-07-21 | 1991-06-27 | 후지쓰 가부시끼가이샤 | Voice band splitting scrambler |
| US4984219A (en) * | 1989-12-26 | 1991-01-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for decoding of frequency inversion based scramblers |
| JPH04246942A (en) * | 1991-02-01 | 1992-09-02 | Fujitsu Ltd | Scrambler with inversion circuit |
| JPH06132937A (en) * | 1992-10-16 | 1994-05-13 | Sony Corp | Voice scrambler applying inversion of frequency |
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